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热回收冷水机组工作原理及系统应用

 悟道怡情 2024-04-13 发布于江西

主要内容

热回收冷水机组的工作原理

热回收冷水机组系统控制

热回收水冷螺杆/离心机组,是指将压缩机所排高温高压的冷媒中所具有的热量进行部分或者全部回收,用于制取热水的机组。该类机组仍然以制冷为主要任务,制取的热水为制冷的附属产物,借此可以提高能源利用效率,提高整个系统的运行能效。

通常根据回收热量的不同,可分为部分热回收和全热回收。根据热量回收形式的不同可分为两类:

使用冷凝器作为热回收器

图片来源:特灵 engineers newsletter volume 36–1

这类热回收机组的应用场景如上图,通常冷却塔是开式的,因此为了不让热水受到污染,冷凝器使用的冷却水通过一个大型的板式换热器同冷却塔的冷却水进行间接换热;因为换热需要温差,因此通常而言,冷水机组的选型工况便不会是30/35℃或者32/37℃;通常会达到35/40℃,甚至更高,这取决于板式换热器的换热能力。

在这种情况下,从冷凝器中出来的热水温度可通过调节冷却塔的启停或者排风扇的转速来进行控制;当组空出口监测到热量不足时,此时整个暖通控制系统会通过降低冷却塔转速来降低向外排放的热量;这样通过组空的热水温度会有所升高,从而提升通过组空进行有效回收的热量。当然控制也可以通过在冷却塔冷却回路设置旁通,通过控制旁通的开度来实现负荷的控制,这取决于整个暖通设计方案,和热回收机组本身没有太多的关系。

2.冷凝器中单独抽取部分管路提取热量或单独设置热回收器

图片来源:特灵 engineers newsletter volume 36–1

通常第一种热回收机组不常见,主要有两个原因,①板换太贵,系统比较复杂;②系统不够节能,冷凝器的热水需要和冷却塔的冷却水二次换热。当然有点也很明显,机组通常可以直接使用单冷机组,不会增加过多的成本。

常见的热回收机组主要为第二类,单独设置热回收器或者使用较大的冷凝器筒体,在冷凝器中做内置热回收器,这两种具体使用哪种型式,主要取决于主机厂家的结构设计以及成本考虑,但原理都是一样的。

首先压缩机排出的高温高压气体首先通过部分热回收器进行散热,将热量传递给热水进行回收,如果需要对热水进行温度控制,还需要设置热水箱,通常单次循环是很难将温度直接加热到目标热水温度,此时会通过多次水循环,来达到目标热水温度。通常主机设备厂商只会根绝客户所需的回收热量设计热回收器的大小。对于控制,我这里从主机的角度谈一谈我的看法:

①目标热水温度≤此时冷凝器的饱和温度

这种情况通常都是用于对热水进行预热,后面还会有其它设备,如燃气锅炉进行二次加热;这种情况完全可以使用冷媒的显热进行热回收,这个时候可以通过多次循环逐渐达到目标温度。

②目标热水温度≥此时冷凝器的饱和温度

这个时候通过显热很难或者不可能达到目标设定温度,此时需要让热回收器进行相变换热,这个时候就需要将冷凝器温度憋高,使其大于目标温度,通常有两种方法去实现,一个是降低冷凝器的冷却水流量,使其出水温度抬高,自然而然冷凝器的饱和温度也会抬高,另一种则是旁通部分水路或者降低冷却塔风扇转速,抬高进水温度,在流量不变的情况下,出水温度也会呗抬高,进而提高饱和温度,这样就可以实现在热回收器中进行潜热回收,实现制取高温热水。

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